next up previous
Next: About this document ...

[

ÐÁÍÅÐÉÓÔÞÌÉÏ ÊÑÞÔÇÒ - ÔÌÞÌÁ ÌÁÈÇÌÁÔÉÊÞÍ

ÌÁÈÇÌÁÔÉÊÏÓ ÄÉÁÃÙÍÉÓÌÏÓ - ÉÏÕÍÉÏÓ 2000

ÅíäåéêôéêÜ ÐñïâëÞìáôá

Ìå äéïñèþóåéò áðü ôçí Ýêäïóç ôçò 20Þò Áðñéëßïõ
]

1. Äåßîôå üôé ãéá $x, y>0$ éó÷ýåé $x^y + y^x \ge 1$.

2. Áí $A \in {\Bbb R}^{n \times n}$ åßíáé Ýíáò áíôéóôñÝøéìïò ðßíáêáò ìå áèñïßóìáôá óôçëþí ßóá ìå Ýíá óôáèåñü áñéèìü, äåßîôå üôé ôçí ßäéá éäéüôçôá Ý÷åé êáé ï $A^{-1}$.

3. O $(2n)\times(2n)$ ðßíáêáò $T$ ãñÜöåôáé óå block ìïñöÞ ùò

\begin{displaymath}
T = \left(\begin{array}{cc} A & B \\ 0 & D \end{array}\right),
\end{displaymath}

üðïõ ïé $A, B, D$ åßíáé $n \times n$ ðßíáêåò. Õðïëïãßóôå ôçí ïñßæïõóá ôïõ $T$ óõíáñôÞóåé ôùí ïñéæïõóþí ôùí ðéíÜêùí $A, B, D$.

4. Äåßîôå üôé äåí õðÜñ÷åé éóüðëåõñï ôñßãùíï óôï åðßðåäï ðïõ êáé ïé ôñåéò êïñõöÝò ôïõ íá Ý÷ïõí êáé ôéò äõï óõíôåôáãìÝíåò ôïõò áêåñáßïõò áñéèìïýò. Ôé ãßíåôáé áí èåùñÞóïõìå ôï ôñßãùíï óôï ÷þñï?

5. ÕðïèÝôïõìå üôé ôá óçìåßá ôïõ åðéðÝäïõ Ý÷ïõí ÷ùñéóôåß óå äýï îÝíá óýíïëá. Äåßîôå üôé ãéá ôïõëÜ÷éóôïí Ýíá áðü ôá äýï óýíïëá, ãéá êÜèå $r>0$, õðÜñ÷ïõí ìÝóá ôïõ äýï óçìåßá óå áðüóôáóç $r$.

6. Ôá óçìåßá ôïõ åðéðÝäïõ ôá ÷ñùìáôßæïõìå ìå êüêêéíï, êßôñéíï Þ ìðëÝ. Äåßîôå üôé õðÜñ÷ïõí äýï óçìåßá óôï åðßðåäï óå áðüóôáóç $1$ ðïõ Ý÷ïõí ôï ßäéï ÷ñþìá.

7. Ðïéïò áðü ôïõò áñéèìïýò $e^\pi$ êáé $\pi^e$ åßíáé ìåãáëýôåñïò? Áðïäåßîôå ôïí éó÷õñéóìü óáò.

8. ¸íá ðéÜôï ðåñéÝ÷åé $n$ ìáêáñüíéá. ÄéáëÝãù óôçí ôý÷ç äýï Üêñåò ìáêáñïíéþí áðü ôï ðéÜôï êáé ôéò äÝíù ìå êüìðï. Êáôüðéí äéáëÝãù, ðÜëé óôçí ôý÷ç, äýï áðü ôéò Üêñåò ðïõ Ý÷ïõí ìåßíåé êáé ôéò äÝíù êáé áõôÝò ìå êüìðï, êáé óõíå÷ßæù Ýôóé ìÝ÷ñé ðïõ íá ìçí õðÜñ÷åé ðéá æåõãÜñé áðü Üêñá ìáêáñïíéþí óôï ðéÜôï. Âñåßôå ôïí ìÝóï áñéèìü êëåéóôþí êõêëùìÜôùí (áðü ìáêáñüíéá) ðïõ Ý÷ïõí ó÷çìáôéóôåß.

9. Äýï ðáßêôåò, ï $A$ êáé ï $B$, ðáßæïõí ôï åîÞò ðáé÷íßäé: Ýíá ôñßôï ðñüóùðï (õðåñÜíù êÜèå õðïøßáò!) ñß÷íåé Ýíá áìåñüëçðôï íüìéóìá Ýùò üôïõ åìöáíéóôåß ìßá áðü ôéò áêïëïõèßåò ÊÊÊ, óôçí ïðïßá ðåñßðôùóç êåñäßæåé ï $A$, Þ ÃÊÊ, ïðüôå êåñäßæåé ï $B$. Âñåßôå ôçí ðéèáíüôçôá íá êåñäßóåé ï $B$.
(Ê=êïñþíá, Ã=ãñÜììáôá.)

10. Âñåßôå ãéá ðïéÝò ôéìÝò ôïõ $x\in (0,\infty)$ óõãêëßíåé ç óåéñÜ

\begin{displaymath}\sum\limits_{n=1}^\infty x^{1+1/2+\cdots +1/n} .\end{displaymath}

11. Âñåßôå ôñåéò áñéèìïýò $a, b, c \in {\Bbb R}$ ôÝôïéïõò þóôå íá õðÜñ÷ïõí ñçôïß $x, y, z$, ü÷é üëïé $0$, ôÝôïéïé þóôå

\begin{displaymath}
x a + y b + z c = 0,
\end{displaymath}

áëëÜ íá ìçí õðÜñ÷ïõí ñçôïß $X, Y, Z$, ü÷é üëïé $0$, ôÝôïéïé þóôå

\begin{displaymath}
X {1\over a} + Y {1\over b} + Z {1\over c} = 0.
\end{displaymath}

12. ¸íá ïñèïãþíéï ðáñáëëçëåðßðåäï ðåñéÝ÷åôáé ìÝóá ó' Ýíá Üëëï (åíäå÷ïìÝíùò óôñáììÝíï ùò ðñïò ôï ðñþôï). Äåßîôå üôé ôï Üèñïéóìá ôùí ìçêþí ôùí áêìþí ôïõ åóùôåñéêïý ðáñáëëçëåðéðÝäïõ åßíáé ìéêñüôåñï áðü áõôü ôïõ åîùôåñéêïý.

13. Áí $A \in {\Bbb R}^{n \times n}$ åßíáé Ýíáò áíôéóôñÝøéìïò ðßíáêáò ìå èåôéêÜ ñçôÜ óôïé÷åßá êáé áèñïßóìáôá ãñáììþí êáé óôçëþí ßóá ìå $1$, êáé $x, y \in {\Bbb R}^n$ åßíáé äéáíýóìáôá ìå èåôéêÝò óõíôåôáãìÝíåò, ôÝôïéá þóôå $y = A x$, ôüôå

\begin{displaymath}
y_1 \cdots y_n \ge x_1 \cdots x_n.
\end{displaymath}

14. ¸íá ðïëýãùíï Ý÷åé êïñõöÝò óôï ${\Bbb Q}^2$. Äåßîôå üôé ôï åìâáäü ôïõ åßíáé ñçôüò.

15. Äåßîôå üôé ôï ðïëõþíõìï $f(x) = x^n + x^3 + x^2 + 5$, $n\ge 4$, äå ìðïñåß íá ãñáöåß ùò ãéíüìåíï äýï ìç óôáèåñþí ðïëõùíýìùí ìå áêÝñáéïõò óõíôåëåóôÝò.

16. H $f$ åßíáé ìéá öñáãìÝíç óõíÜñôçóç ïñéóìÝíç ó' üëï ôï ${\Bbb R}$ ôÝôïéá þóôå ãéá êÜèå $x, y \in {\Bbb R}$ íá éó÷ýåé

\begin{displaymath}
f({x+y \over 2}) \le {f(x) + f(y) \over 2}.
\end{displaymath}

Äåßîôå üôé ç $f$ åßíáé óõíå÷Þò ðáíôïý.

17. Ç $f:{\Bbb R}\to{\Bbb R}$ åßíáé ðáñáãùãßóéìç êáé ãéá êÜèå $x, y \in {\Bbb R}$ Ý÷ïõìå

\begin{displaymath}
f(x) - f(y) = f'({x+y \over 2}) (x-y).
\end{displaymath}

Äåßîôå üôé ç $f$ åßíáé ðïëõþíõìï âáèìïý ìÝ÷ñé $2$.

18. ¸óôù $f:[a,b]\to{\Bbb R}$ óõíå÷Þò, ìå ôçí éäéüôçôá üôé ãéá êÜèå äéÜóôçìá $[c, d]$, õðïäéÜóôçìá ôïõ $[a, b]$, õðÜñ÷åé $\lambda \in (0,1)$ ôÝôïéï þóôå

\begin{displaymath}
f(\lambda c + (1-\lambda)d) \le \lambda f(c) + (1-\lambda)f(d).
\end{displaymath} (1)

Äåßîôå üôé ç $f$ åßíáé êõñôÞ, äçë. üôé ç conv éó÷ýåé ãéá êÜèå $c, d, \lambda$.

19. Äåßîôå üôé ï áñéèìüò $1+{1\over2}+{1\over 3}+\cdots+{1\over n}$ äåí åßíáé áêÝñáéïò áí $n>1$.

20. Ç $f:{\Bbb R}\to{\Bbb R}$ åßíáé óõíå÷Þò êáé ãéá êÜèå $x\in{\Bbb R}$, $h>0$, éó÷ýåé

\begin{displaymath}
f(x) \le {1\over 2h} \int_{x-h}^{x+h} f(t) dt.
\end{displaymath}

(á) Äåßîôå üôé óå êÜèå äéÜóôçìá $[a, b]$ ôï ìÝãéóôï ôçò $f$ ðéÜíåôáé óôï $a$ Þ óôï $b$.
(â) Äåßîôå üôé ç $f$ åßíáé êõñôÞ.

21. Äåßîôå üôé êÜèå ðåðåñáóìÝíï õðïóýíïëï $A \subseteq {\Bbb R}^2$ ìå äéÜìåôñï ìéêñüôåñç Þ ßóç ôïõ $1$ ðåñéÝ÷åôáé óå äßóêï áêôßíáò ${1\over \sqrt 3}$.

22. Ôï ðëÜôïò $w$ ôïõ óõíüëïõ $A \subseteq {\Bbb R}^2$ åßíáé ôï ìéêñüôåñï ðëÜôïò ëùñßäáò ðïõ ðåñéÝ÷åé ôï $A$. Áí ôï $A$ åßíáé êõñôü êáé óõìðáãÝò (óõìðáãÝò = êëåéóôü êáé öñáãìÝíï) êáé Ý÷åé ðëÜôïò $w$ äåßîôå üôé óå êÜèå äéåýèõíóç ðåñéÝ÷åé Ýíá åõèýãñáììï ôìÞìá ìÞêïõò $w$.

23. á) Áðïäåßîôå üôé ï áñéèìüò ñçôþí óçìåßùí (ðïõ Ý÷ïõí äçë. êáé ôéò äõï ôïõò óõíôåôáãìÝíåò ñçôÝò) ôçò ðåñéöåñåßáò åíüò êýêëïõ ôïõ êáñôåóéáíïý åðéðÝäïõ åßíáé óôïé÷åßï ôïõ óõíüëïõ ${\left\{{0,1,2,\infty}\right\}}$.
â) Äþóôå ðáñáäåßãìáôá ôá ïðïßá áðïäåéêíýïõí üôé üëåò ïé ðáñáðÜíù ðåñéðôþóåéò åßíáé äõíáôÝò.
ã) Áðïäåßîôå: Áí õðïôåèåß üôé ï êýêëïò Ý÷åé êÝíôñï ìå ñçôÝò óõíôåôáãìÝíåò, ôüôå ï áñéèìüò ôùí ñçôþí óçìåßùí ôçò ðåñéöåñåßáò ôïõ åßíáé 0 Þ $\infty$ (êáé ïé äýï ðåñéðôþóåéò åßíáé äõíáôÝò).

24. ¸íá ôñßãùíï Ý÷åé ðëåõñÝò áêåñáßïõ ìÞêïõò êáé äýï ãùíßåò ôïõ åßíáé ôçò ìïñöÞò $p\theta$ êáé $q\theta$, $p, q \in {\Bbb N}$, $(p, q) = 1$. Äåßîôå üôé $\cos\theta \in {\Bbb Q}$.

25. Íá áðïäåé÷èåß üôé ãéá êÜèå $n \in {\Bbb N}$ éó÷ýåé

\begin{displaymath}
2(3n-1)^n \ge (3n+1)^n.
\end{displaymath}

26. ¸óôù $n\ge1$ äïèÝí êáé ãéá $k=1,2,\ldots,n-1$, äßäïíôáé ïé áñéèìïß $a_k, b_k, z_k$, ìå $z_k^2$ äéáöïñåôéêÜ áíÜ äýï. ¸óôù

\begin{eqnarray*}
P(z) &=& z^n + \sum_{k=0}^{n-1} a_k z^k,\\
Q(z) &=& z^n + \sum_{k=0}^{n-1} b_k z^k,
\end{eqnarray*}



ôÝôïéá þóôå $A(z_k) = B(z_k^2) = 0$, $k=0,1,\ldots,n-1$. Íá âñåèïýí ôá $b_k$ óõíáñôÞóåé ôùí $a_0, \ldots, a_{n-1}$.

27. ¶í $0<y<x<1$ äåßîôå üôé

\begin{displaymath}
{\log x - \log y \over x - y} \ge - \log y.
\end{displaymath}

28. ÊÜèå èåôéêüò áêÝñáéïò åßíáé äéáöïñÜ äýï ó÷åôéêÜ ðñþôùí óýíèåôùí áñéèìþí.

29. ¸óôù $b>0$ êáé $b^a \ge ab$ ãéá êÜèå $a>0$. Äåßîôå $b=e$.

30. Äåßîôå ïôé ç åîßóùóç $x=\tan x$, äåí Ý÷åé ëýóç óôï $(0,\pi)$ êáé äþóôå Ýíá êÜôù öñÜãìá $x_*$ ãéá ôçí ìéêñüôåñç èåôéêÞ ëýóç áõôÞò ôçò åîßóùóçò, ôÝôïéï þóôå $0\leq x-x_* < \pi /6$.

31. Äåßîôå ïôé

\begin{displaymath}\int_0^\infty \frac{\vert\sin x\vert}{x}\, dx=\infty ,\end{displaymath}

üìùò ôï $\int_0^\infty [(\sin x)/x]\, dx$ åßíáé êáëÜ ïñéóìÝíï êáé ðåðåñáóìÝíï.

32. Äåßîôå ïôé

\begin{displaymath}I:=\int_{-\infty}^{+\infty} e^{-x^2/2} dx = \sqrt{2\pi} .\end{displaymath}

33. ¸óôù $p:\mathbb{R}\to [0,\infty)$ ìßá ïðïéáäÞðïôå óõíÜñôçóç ìå $\int_{-\infty}^{+\infty} p(x)\, dx =1$ (ìßá ôÝôïéá óõíÜñôçóç $p$ åßíáé ìßá ðõêíüôçôá ðéèáíüôçôáò). Äåßîôå ïôé äåí õðÜñ÷åé óõíÜñôçóç $f:\mathbb{Q}\to [0,\infty)$, üðïõ $\mathbb{Q}=\hbox{ñçôïß}$, ôÝôïéá þóôå

\begin{displaymath}
\sum\limits_{q\in (a,b)} f(q) = \int_a^b p(x)\, dx
\end{displaymath}

ãéá êÜèå $a,b\in\mathbb{R}$ ìå $a<b$.

34. ¸óôù $f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}$ ìßá óõíå÷Þò óõíÜñôçóç êáé Ýóôù ïôé $f(f(a))=a$ ãéá êÜðïéïí ðñáãìáôéêü áñéèìü $a$. Äåßîôå ïôé ç $f$ Ý÷åé óôáèåñü óçìåßï: õðÜñ÷åé $b\in\mathbb{R}$ ôÝôïéï þóôå $f(b)=b$.

35. Äßíïíôáé óõíáñôÞóåéò $u,v : \mathbb{Z}\to\mathbb{R}$ ìå $u(0)=v(0)=0$. Äåßîôå ïôé õðÜñ÷åé áêñéâþò ìßá $f: \mathbb{Z}\times\mathbb{Z}\to \mathbb{R}$, ðïõ íá éêáíïðïéåß ôéò åîÞò óõíèÞêåò:

\begin{displaymath}
f(x,0)=u(x), \forall x\in{\Bbb Z},
\end{displaymath}


\begin{displaymath}
f(0,y)=v(y), \forall y\in{\Bbb Z},
\end{displaymath}


\begin{displaymath}
f(x+1,y+1)+f(x,y) = f(x+1,y)+f(x,y+1),
\end{displaymath}

ãéá êÜèå $x, y \in {\Bbb Z}$.

36. ¸óôù

\begin{displaymath}S:= \{ (x,y)\in \mathbb{Z}\times\mathbb{Z}: \vert x\vert\leq n, \vert y\vert\leq n \},\end{displaymath}

êáé

\begin{displaymath}S^{\hbox{o}}:= \{ (x,y)\in \mathbb{Z}\times\mathbb{Z}:
\vert x\vert<n, \vert y\vert<n \},\end{displaymath}

ôï åóùôåñéêü ôïõ. Äåßîôå ïôé, áí $f : S\to \mathbb{R}$ åßíáé ìßá óõíÜñôçóç ðïõ Ý÷åé ôçí éäéüôçôá ïôé, ãéá êÜèå $(x,y)\in S^{\hbox{o}}$,

\begin{displaymath}
f(x,y)=\frac{1}{4}\left(f(x+1,y)+ f(x,y+1) +\right.
\end{displaymath}


\begin{displaymath}
\ \ \ \ \ \ \ \left.f(x-1,y) + f(x, y-1)\right),
\end{displaymath}

ôüôå ç $f$ äåí ìðïñåß íá Ý÷åé ãíÞóéï ìÝãéóôï óôï åóùôåñéêü ôï $S$ äçëáäÞ, äåí õðÜñ÷åé $(x^*,y^*)\in S^{\hbox{o}}$ ôÝôïéï þóôå

\begin{displaymath}f(x^*,y^*) > f(x,y) \qquad\forall\ (x,y)\in S . \end{displaymath}

37. ¸óôù $\varphi$ ç óõíÜñôçóç ôïõ Euler, äçëáäÞ, ãéá $n\in\mathbb{N}$, $\varphi (n)$ éóïýôáé ìå ôï ðëÞèïò ôùí áêåñáßùí óôï $[1,n]$ ðïõ åßíáé ó÷åôéêÜ ðñþôïé ìå ôïí $n$. Áðïäåéêíýåôáé ïôé

\begin{displaymath}\varphi (n)= n \prod\limits_{i=1}^m \left(1-\frac{1}{p_i}\right) ,\end{displaymath}

üðïõ $n=p_1^{\kappa_1}\cdots p_m^{\kappa_m}$ ç áíÜëõóç ôïõ $n$ óå ãéíüìåíï ðñþôùí. ×ñçóéìïðïéþíôáò áõôÞí ôçí áíáðáñÜóôáóç ôçò $\varphi$ (ôçí ïðïßá ìðïñåßôå íá èåùñÞóåôå äåäïìÝíç), Þ üðùò áëëïéþò èÝëåôå, âñåßôå üëåò ôéò ëýóåéò ôçò åîßóùóçò $\varphi (n)=n/3$.

38. Âñåßôå ôá ðñþôá 2000 äåêáäéêÜ øçößá ôïõ áñéèìïý $(10^{2000}-1)^{-1/2000}$.

39. ¸óôù Ô Ýíá ðåðåñáóìÝíï äõáäéêü äÝíäñï, ìå $n$ Üêñá êáé ôÝôïéï þóôå êÜèå ôïõ Üêñï íá óõíäÝåôáé ìå ôçí êïñõöÞ ôïõ äÝíäñïõ. ¸óôù $d_1,\ldots , d_n \geq 1$ ïé áðïóôÜóåéò ôùí Üêñùí áðü ôçí êïñõöÞ ôïõ äÝíäñïõ. Äåßîôå ïôé

\begin{displaymath}\sum\limits_{i=1}^n 2^{-d_i} \leq 1 .\end{displaymath}

\begin{figure}\centerline{\psfig{figure=tree.ps}}\end{figure}

ÇñÜêëåéï, 7 Éïõíßïõ. 2000




next up previous
Next: About this document ...
Mihalis Kolountzakis 2001-06-18